[헤럴드경제=구본혁 기자] 양성자 및 이온 빔을 이용한 미래 원천기술 개발과 빔 기반 산업 육성을 위한 양성자가속기연구센터가 본격 가동에 돌입한다.
한국원자력연구원은 5일 경북 경주시 건천읍에 위치한 양성자가속기연구센터에서 원광연 국가과학기술연구회 이사장, 최양식 경주시장 등 내외빈 200여명이 참석한 가운데 ‘양성자가속기연구센터 종합준공식’을 열었다.
양성자가속기연구센터는 지난 2012년 빔 라인 2기를 포함한 100MeV 20mA 양성자가속기 구축을 시작으로 가속기동, 수전설비동, 유틸리티동, 안내동, 오폐수처리동을 완공하고, 2015년 빔이용연구동, 2016년 숙소동, 올 2월 관리동까지 모든 연구지원시설을 완공하기에 이르렀다.
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| 세계 3번째로 개발에 성공한 10mA급 경주 양성자가속기 내부 모습 [제공=한국원자력연구원] |
양성자가속기연구센터는 정부예산 1836억원, 지자체 예산 1182억원이 투입돼 부지면적 44만㎡에 5개 연구시설과 4개 지원시설로 구성됐다.
양성자가속기는 양성자를 빛의 속도(30만km/초) 가까이 가속시키는 장치로, 가속된 양성자가 물질에 부딪힐 때 그 속도에 따라 물질의 성질을 변화시키거나 새로운 물질을 만들어내는 원리를 이용해 여러 분야의 첨단 기술 개발에 활용한다.
1keV(약 500km/초) 속도로 가속된 양성자는 물질 표면의 원자 또는 분자를 떼어낼 수 있고, 100keV(약 5000km/초) 속도의 양성자는 물질 내부까지 뚫고 들어가 물질의 성질을 바꿔버린다. 10MeV(약 5만km/초) 속도에서는 양성자가 원자핵과 반응해 새로운 원소를 생성하고, 100MeV(약 13만km/초)에서는 무거운 원자핵을 쪼개는 파쇄반응으로 다양한 동위원소와 다량의 중성자를 만들어낸다. 1GeV(약 26만km/초)에서는 양성자가 중성자와 반응하여 다양한 소립자를 생성한다.
원자력연구원의 자체 기술로 개발에 성공한 양성자가속기는 미국, 일본에 이은 세계 3번째의 대용량 선형 양성자가속기로, 나노입자 제조 및 가공, 고효율 전력반도체 소자 개발, 신품종 유전자원 개발, 내방사선 부품 개발, 양성자 암치료 장치 개발, 의료용 동위원소 생산 등 다양한 연구개발 및 산업 분야에 활용 가능하다.
연구센터의 주요 연구시설로는 양성자가속기가 설치된 가속기동과 기체ㆍ금속ㆍ탄뎀 이온빔이 설치된 빔 이용동이 있다.
가속기동에는 국내 최초 대용량 선형 양성자가속기인 100MeV와 20MeV 빔 라인이 구축돼있다. 수소 원자에서 전자를 제거하고 남은 양성자를 고전압을 이용해 가속한 뒤 물질과 충돌시켜 물질의 구조와 특성을 변형시키는 장치다.
빔 이용동에 있는 기체ㆍ금속ㆍ탄뎀 이온빔 장치는 상대적으로 에너지의 세기가 작아 물질 표면에 변화를 주는 데 사용된다. 금속 소재 내구성 향상, 기능성 고분자필름 제조, 자동차 내장재 광택 및 내광성 향상 등 중소기업에서 활용하기 좋기 때문에 연구센터에서 맞춤형 기술 상담과 실용화를 지원하고 있다.
하재주 원자력연 원장은 “양성자가속기연구센터는 중소기업이 활용하기 좋은 이용시설을 구축해 다양한 빔 서비스 제공이 가능하다”면서 “가속장치 핵심기술을 고도화해 가속기를 활용한 신사업을 창출하고 산업적 응용을 활성화해 국민복지 향상과 국가경쟁력 강화에 기여하겠다”고 말했다.
nbgkoo@heraldcorp.com
